Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№2
Ожидается:
16 Июня 2024
Статьи журнала №1 2020
1. Автоматизация проектирования адаптивных пользовательских интерфейсов с элементами искусственного интеллекта [№1 за 2020 год]Авторы: Зубкова Т.М. (bars87@mail.ru) - Оренбургский государственный университет (профессор), доктор технических наук; Тагирова Л.Ф. (LG-77@mail.ru) - Оренбургский государственный университет (доцент), кандидат педагогических наук; Тагиров В.К. (vladtagir@mail.ru) - Оренбургский филиал Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики (доцент), кандидат педагогических наук;
Аннотация: Проектирование пользовательского интерфейса – это больше чем распределение на экране управляющих элементов программы. Когнитивная психология объясняет, как человек читает, думает, запоминает. Это помогает проектировать пользовательские интерфейсы таким образом, что-бы ПО работало соответственно психологическим возможностям и ограничениям тех людей, для которых оно предназначено. В статье описана методика разработки адаптивных интерфейсов прикладных программ на основе оценки профессиональных качеств, психофизиологических особенностей, а также эмоционального состояния пользователей. Использование методов искусственного интеллекта при проектировании ПО позволяет учитывать особенности пользовательской аудитории. Определены характеристики, на основе которых для пользователей будет подбираться адаптивный интерфейс. Выделены три группы характеристик. К первой группе отнесены профессиональные качества при работе с компьютерной техникой, во вторую вошли психофизиологические особенности, в третью – эмоциональные состояния пользователя. Каждая из характеристик оценивается по трехбалльной шкале: высокий, низкий и средний уровень в зависимости от полученных баллов. Разработанная автоматизированная система позволяет на основе оценки пользователей формировать группы, каждой из которых предоставляется адаптированный прототип интерфейса прикладной программы. Для подбора оптимального прототипа интерфейса в приложении используется нечеткая экспертная система на основе продукционной модели представления знаний. Приведен пример подбора интерфейса для работы сотрудников налоговой службы, реализующих обработку данных физических и юридических лиц. Показано получение двух шаблонов интерфейса для опытных и неопытных пользователей. В результате пользователи с разными уровнем подготовки и возможностями могут более комфортно осуществлять свою профессиональную деятельность при работе с прикладной программой.
Abstract: Design of the user interface is more, than distribution on the screen of controlling units of the program. The cognitive psychology explains how the person reads, thinks and remembers. It helps to design user interfaces in such a way that the software would work according to psychological opportunities and re-strictions of those people for which it is intended.
In article describes the development technique of adaptive interfaces of application programs based on the professional quality assessment, psychophysiological features and an emotional status of users.
Method using of artificial intelligence at software design allows considering features of the user au-dience.
There are the characteristics based on which for users the adaptive interface will be selected. There are three groups of characteristics. The first group is the professional qualities during the work with the computer equipment, the second included psychophysiological features the third emotional statuses of the user. Each of characteristics has a three-point scale: the high, low and average level depending on the got points.
The developed automated system, allows creating groups based on the user assessment, the adapted prototype of the application program interface is for each of which. For selection of an optimum proto-type of the interface in the application we use the indistinct expert system (ES) based on the produc-tional model of the knowledge representation.
There is the example of the interface selection for the staff work of tax administration implementing data processing of individual and legal entities. There is a receiving two templates of the interface for experienced and not experienced users. As a result, users with different level of training and opportuni-ties can carry out more comfortably the professional activity, during the work with the application pro-gram.
Ключевые слова: адаптивный интерфейс, автоматизированная информационная система, искусственный интеллект, нечеткая экспертная система, продукционная модель, база знанийKeywords: adaptive interface, automated information system, artificial intelligence, fuzzy expert system, production model, knowledge base
Просмотров: 5717
2. Разработка специального программного обеспечения для ввода исходных данных при имитационном моделировании [№1 за 2020 год]
Авторы: Чернышев С.А. (chernyshev.s.a@bk.ru) - Военная академия материально-технического обеспечения им. генерала армии А.В. Хрулева, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (старший научный сотрудник, ст. преподаватель), кандидат технических наук; Антипова С.А. (samiraspb11@gmail.com ) - Военная академия материально-технического обеспечения им. генерала армии А.В. Хрулева (старший научный сотрудник), кандидат физико-математических наук;
Аннотация: Широкое внедрение цифровых технологий во все сферы человеческой деятельности порождает возрастающий поток структурированной и неструктурированной информации, поступающей из большого количества различных, в том числе разрозненных или слабосвязанных, источников информации. Особенно остро стоит вопрос об упорядочении, целенаправленном структурировании информации и данных для последующего их использования при проведении имитационного моделирования различных сложных технических процессов. В статье анализируются подходы, позволяющие упростить процессы ввода и редактирования значительного массива исходных данных, необходимых для разработки сложных имитационных моделей. Так, непосредственная работа с файлами текстового и табличного форматов предполагает частые изменения структуры параметров модели с минимальными либо отсутствующими аналитическими проверками вводимых параметров. Работа с файлом, хранящим исходные пара-метры, через разработанную структуру промежуточного представления данных позволяет выполнять необходимые обращения к хранящимся в файле данным, но является трудоемкой и нецелесообразной. Наиболее удачным и универсальным вариантом, по мнению авторов, является работа с фай-лом, хранящим исходные параметры, через промежуточную БД. При таком подходе БД может как выступать промежуточным звеном в заполнении и редактировании файлов с исходными параметрами модели, так и являться источником исходных данных для проведения моделирования. Приоритетными для использования в данном случае являются нереляционные БД NoSQL, обеспечивающие горизонтальную масштабируемость, гибкость и высокую производительность.
Abstract: The widespread adoption of digital technologies gives rise to an increasing flow of structured and un-structured information coming from a large number of different, including disparate and loosely cou-pled sources of information in all spheres of human activity. Particularly acute is the question of streamlining, purposeful structuring of information and data for their subsequent using in the simula-tion of complex technical processes.
The article analyzes the approaches to simplify the processes for input and editing a significant ar-ray of initial data which necessary for the development of complex simulation. The direct work with text and table format files involves frequent changes in the structure of the model parameters with min-imal or no analytical checks of the input parameters based on the already entered data. Working with a file that stores the original parameters through the developed structure of the intermediate data repre-sentation allows performing of necessary access to the data stored in the file, but at the same time, it is time-consuming and impractical.
The most successful and versatile decision is to work with a file that stores the original settings through an intermediate database according to the authors opinion. The database can act as an interme-diate link in the filling and editing of files with the initial parameters of the model and most of the source data for modeling with this approach.The priority for using in this case are non-relational high-performance NoSQL databases that providing a horizontal scalability. In this paper, the authors noted that a database can act as an intermediate link in filling out and editing files with the initial parameters of the model, and it can be a source of initial data during simulation.
Ключевые слова: имитационное моделирование, объектно-ориентированное программирование, база данных, формат данныхKeywords: simulation, object(oriented programming, database, data format
Просмотров: 6454
3. Использование алгоритмов оптимизации с самообучением для управления динамически изменяющимися системами [№1 за 2020 год]
Авторы: Костенко В.А. (kostmsu@gmail.com) - Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (доцент факультета ВМК), кандидат технических наук;
Аннотация: В статье предлагается подход к управлению динамически изменяющимися системами. В ходе работы они могут изменять свое состояние: состав оборудования, нагрузку и выполняемые функции. Необходимо выбирать значения управляющих параметров в зависимости от состояния системы таким образом, чтобы обеспечить требуемые значения характеристик ее работы. Для решения этой задачи авторы предлагают использовать оптимизационные алгоритмы с самообучением: направленного случайного поиска с самообучением и муравьиные. Эти алгоритмы, действуя методом проб и ошибок, позволяют настраиваться на текущее состояние системы за счет введения в алгоритмы памяти об удачном и неудачном выполнении предыдущих шагов. Основная идея применения алгоритмов с самообучением для управления системой заключается в том, что задача управления рассматривается как задача безусловной оптимизации. Элемента-ми вектора оптимизируемых переменных являются управляющие параметры системы. Шаги алгоритмов рассматриваются как возможные действия по управлению системой (операции изменения значений управляющих параметров). Целевая функция может быть задана одним из двух способов: как суммарное среднее отклонение характеристик работы системы от требуемых (важность характеристик можно учесть с помощью весов при суммировании отклонений) и как максимальное отклонение характеристик работы системы от требуемых. Предложенный подход к управлению допускает нестабильное поведение окружающей среды, ограниченность информации об управляемой системе и позволяет учитывать наличие многих характеристик работы системы, значения которых требуется поддерживать в заданных пределах. Если отказ элементов системы не приводит к отказу системы в целом, а лишь ухудшает значения характеристик работы системы, то при использовании данного подхода отклонения значений характеристик от требуемых будут минимизироваться. Ограничением данного подхода является допустимость переходного процесса при смене со-стояния системы. При изменении состояния системы алгоритму потребуется ряд шагов для пере-обучения. Некоторые шаги могут приводить к нарушению требуемых характеристик работы системы.
Abstract: The paper proposes an approach to the management of dynamically changing systems. Such systems has a response that during the system operation their state may: the list of the equipment, the load of the system and the functions performed by the system. It is required to choose the values of control pa-rameters depending on the system state in such a way as to provide the required values of the charac-teristics of the system.
To solve this problem, the authors plan to use optimization algorithms with self-learning: direction-al random search algorithms with self-learning and ant algorithms. These algorithms, operating by trial and error method, allow you to tune in to the current state of the system. The introducing into the algo-rithms the memory of successes and failures on the previous steps helps to achieve it.
The main idea of using self-learning algorithms to control the system is that we will consider the control problem as an unconditional optimization problem. The elements of the vector of optimized variables are the control parameters of the system. The authors consider the algorithm steps as possible actions of system control (operations of changing control parameter values). The objective function can be set in one of two ways: by the calculation of the total mean probable characteristics error of the system from the required ones. The weights help take into account the characteristics importance by summing deviations; the researching of the maximum characteristics deviation of the system operation from the required ones.
The proposed management approach allows the unstable environmental behavior, limited managed system information and allows you to take into account the presence of many system characteristics, their values must be maintained within specified limits. If the system elements failure does not lead to the whole system failure, but only worsens the system characteristics values, this approach will mini-mize the characteristics values deviations from the required.
A limitation of this approach is the transition process allow ability by changing the system state. In this way, the algorithm will require a number of steps for retraining. Some steps cause disturbance the required system performance.
Ключевые слова: динамическая система, управление, математическое программирование, муравьиные алгоритмыKeywords: dynamic system modeling, control management, mathematical programming, ant colony algorithms
Просмотров: 4334
4. Интегрированная среда разработки с поддержкой структурного редактирования для языка программирования Go [№1 за 2020 год]
Авторы: Ванясин Н.В. (nikita.vanyasin@gmail.com) - Поволжский государственный технологический университет (аспирант); Сидоркина И.Г. (SidorkinaIG@volgatech.net) - Поволжский государственный технологический университет (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: Одним из главных инструментов для разработчика ПО является интегрированная среда разработки. В статье описывается программная реализация интегрированной среды разработки со структурным редактором, позволяющей создавать и редактировать программные проекты с использованием языка программирования Go. Структурные редакторы дают возможность редактировать исходный код программ как иерархическую структуру вложенных блоков – узлов синтаксического дерева исходного кода, а не набор символов и строк текста. Программная реализация, рассмотренная в данной статье, отличается от известных способом представления хранимого состояния исходного кода, а также пользовательским интерфейсом структурного редактора, бдагодаря которому ускоряются действия над исходным кодом. Предложенное решение позволяет повысить производительность среды разработки, а также эффективность работы программиста. Рассмотрены основные подсистемы и компоненты предлагаемой информационной системы, их назначение и функции. Приведены описание интерфейса взаимодействия с пользователем и его основные отличия. Одним из основных преимуществ разработанной системы является функция контроля версий, позволяющая отслеживать изменение иерархической структуры кода, а не текста исходного кода, что помогает разработчику ПО получать более детализированную и однозначную информацию при просмотре, слиянии и разрешении конфликтов в истории версий. В работе представлены результаты экспериментальных исследований производительности интегрированной среды разработки, демонстрирующие эффективность созданной системы. Описаны результаты внедрения программной реализации в производственный и учебный процессы. Сделаны выводы и предположения о возможных перспективах развития структурного программирования для решения промышленных задач.
Abstract: The paper describes software implementation of an integrated development environment with struc-tured editing support that allows creating and editing software projects using Go programming lan-guage. Structure editors allow editing a source code as a hierarchy of embedded blocks in opposite to text editors, which allow editing a source as a list of characters and lines.
The proposed software implementation is different from the known systems by the storage repre-sentation method that allows speeding up the performing operations with a source code. The proposed editor also allows increasing the overall efficiency of a software development process. This implemen-tation solves the problem of circular translation of a source code into an intermediate representation and vice versa, which is common among modern structured editors of a source code.
The solution for this problem improves the development environment performance and program-mer’s productivity in several ways. The study lists the basic subsystems and components of the pro-posed information system, their purpose, functions and work principle.
The paper describes the user interface and its basic features. One of the main features of the pro-posed implementation is a version control system that allows tracking the differences between source code hierar-
chical structures, not the differences between text files. It allows a software developer to get more de-tailed and unambiguous information when browsing a version history as well when performing merge or conflict resolution.
The paper presents test results of the integrated development environment performance and the ef-fectiveness of software development using this environment. It also describes the implementation re-sults of the proposed system in the development process of industrial companies and educational organization. Finally, there are some insights on further development of the study.
Ключевые слова: структурное редактирование, среда разработки, интегрированная среда разработки, разработка программного обеспечения, лингвистическое обеспечение, оптимизация производительностиKeywords: structured editing, framework Java Server Faces, integrated development environments, software development, linguistic basis, performance optimization
Просмотров: 5226
5. Подход к оценке емкости транзитного накопителя [№1 за 2020 год]
Авторы: Кутузов О.И. (oleg-kutuzov@mail.ru) - Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) (профессор), доктор технических наук; Татарникова Т.М. (tm-tatarn@yandex.ru) - Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (доцент, профессор), доктор технических наук;
Аннотация: Определена актуальность задачи оценки емкости накопителя с опасным грузом. Превышение емкости такого накопителя связано с крупными экологическими и/или материальными потерями, поэтому определено как маловероятное событие. Формально загрузка накопителя представлена как процесс обслуживания поступившей заявки. Для моделирования этого процесса предложено использовать аппарат теории систем массового обслуживания. Показано, что при моделировании процесса обслуживания необходимо учесть не-однородность потока заявок: заявки входного и выходного потоков существенно различаются по объему поступающего в накопитель и извлекаемого из него груза. Во входном потоке заявки по-ступают пачками, а выходной поток состоит из одиночных заявок. Предложено использовать аналитико-статистический метод экстремальных значений и модель поведения очереди в буфере с ограниченной емкостью для решения поставленной задачи. Анализ процесса потери заявок при переполнении буфера конечной емкости стационарной системой массового обслуживания сведен к анализу наращиваний и сокращений очереди на интервале регенерации. Получено выражение для расчетов малых значений вероятностей потерь в буферах конечной емкости в виде аналитико-статистической оценки. Предложена методика сбора и обработки выборочных данных, последовательное выполнение шагов которой позволяет определить необходимую емкость конечного буфера исходя из допустимой вероятности потерь.
Abstract: This paper appoints the problem actuality of the holding capacity assessment with dangerous freight. The holding capacity transcendence of such hoarder is connected with the large environmental or fi-nancial loss; accordingly, it is a remote contingency.
Legally the drive loading is a service operation of the received application. The machinery of the theory congestion system is for modeling of the received application process. The authors showed that it is necessary to take into account the stream no uniformity of orders in service operation modeling. The input and output stream orders are vary wildly in the extent of incoming and out coming freight from it. In the input stream, the orders come by batches, but the output stream has unicast orders.
The authors offer to use the analytico-statistical method of the extreme values and the behavioral model of the sequence in the buffer with the limited capacity for solving the original problem. The analysis of the order losing process in the overcrowded buffer of the terminal capacity by the station-ary system of mass service is reduced to the analysis of the sequence build-up and build-down on the refresh interval.
The authors got the expression for the low value calculation of the discard probability in the termi-nal capacity buffer in the form of the analytico-statistical value. The authors offered the acquisition and computing technique of the sampled data. Performing sequential steps it makes possible to estimate the required capacity of the final buffer according to the waste tolerance probability.
Ключевые слова: емкость накопителя, превышение емкости, опасный груз, допустимая вероятность потерь, маловероятное событие, теория систем массового обслуживания, неоднородный поток заявок, аналитико-статистический метод экстремальных значенийKeywords: storage capacity, over capacity, dangerous freight, waste tolerance probability, remote contingency, congestion system theory, nonuniform stream orders, analytico-statistical method of the extreme values
Просмотров: 4086
6. Модуль разрешения морфологической неоднозначности: архитуктура и организация базы данных [№1 за 2020 год]
Авторы: Мухамедшин Д.Р. (damirmuh@gmail.com) - Институт прикладной семиотики Академии наук Республики Татарстан (аспирант); Сулейманов Д.Ш. (khusainov.aidar@gmail.com) - Казанский (Приволжский) федеральный университет (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: Системы управления корпусными данными помогают решать целый ряд актуальных задач, связанных с компьютерной лингвистикой. В частности, это обработка исходных документов, их автоматическая морфологическая разметка, хранение и изменение корпусных данных с морфологической разметкой, выполнение поисковых запросов (выборок данных), интеграция с другими приложениями. При автоматической морфологической разметке текстов электронного корпуса часто возникает проблема, когда одна и та же словоформа может быть размечена двумя и более наборами морфологических свойств, что называется морфологической неоднозначностью. Авторами был разработан модуль для ручного снятия морфологической неоднозначности, который может помочь в решении проблемы. В данной статье рассмотрена архитектура модуля разрешения морфологической неоднозначности системы управления корпусными данными, разработанной для управления татарским корпусом, и описана организация БД, основанная на транзакционном подходе к хранению данных. В статье подробно описана архитектура программной части модуля, который является частью системы управления корпусными данными «Туган Тел». Благодаря архитектуре системы управления корпусными данными подобные модули могут быть быстро интегрированы в систему и не влиять на работу других модулей. Описанная в статье организация БД модуля разрешения морфологической неоднозначности позволяет перейти к решению других задач компьютерной лингвистики, таких как автоматическое разрешение морфологической неоднозначности и улучшение автоматической морфологической разметки текстов электронного корпуса.
Abstract: Corpus data management systems today help to solve a number of urgent problems connected with the computer linguistics. Particularly, this is the source documents processing, automatic morphological markup of them, storage and modification of corpus data with morphological markup, the search in-quiry execution (selecting data), and integration with other applications.
In the automatic morphological text markup of the electronic corpus, there is a problem when two or more sets of morphological properties marked out the same word form. It is a morphological ambiguity. The authors developed a module for manual resolution of morphological ambiguity, which can help in solving this problem. This article discusses the architecture of the module for resolving the morpholog-ical ambiguity of the corpus data management system developed for managing the Tatar corpus, and describes the organization of the database based on the transactional approach to data storage.
The article proposes in detail the architecture of the rupture modulus of the software morphological ambiguousness of corpus data. It is for the tartaric corpus management. In addition, the author de-scribed the database organization. It relies on the transactional way to the strategy for the data storage.
The paper in detail describes the architecture of the module software, which is part of the Tugan Tel corpus data management system. Due to the architecture of the corpus data management system, such modules can quickly integrate into the system and have no effect on the other module operation.
The module database organization for the morphological disambiguation described in the paper, al-low going over for solving the other computer linguistic problems, such as automatic morphological disambiguation and improving automatic morphological markup of texts in the electronic corpus.
Ключевые слова: субд, бд, архитектура системы, корпусные данные, морфологическая неоднозначностьKeywords: DBMS, database, system architecture, corpus data, morphological ambiguity
Просмотров: 6588
7. Определение весовых коэффициентов для аддитивной фитнес-функции генетического алгоритма [№1 за 2020 год]
Авторы: Иванов В.К. (mtivk@mail.ru) - Тверской государственный технический университет, кандидат технических наук; Думина Д.С. (dumina97@mail.ru) - Тверской государственный технический университет (магистрант); Семенов Н.А. (dmitrievtstu@mail.ru) - Тверской государственный технический университет (профессор кафедры «Информационные системы»), доктор технических наук;
Аннотация: Представлено возможное решение задачи выбора способа аналитического определения весовых коэффициентов для аддитивной фитнес-функции генетического алгоритма. Этот алгоритм является основой эволюционного процесса, формирующего в поисковой системе устойчивую и эффективную популяцию запросов для получения высокорелевантных результатов. Приведено формальное описание фитнес-функции алгоритма, которая представляет собой взвешенную сумму трех неоднородных критериев. Подробно описаны выбранные способы аналитического определения весовых коэффициентов, при этом отмечается невозможность использования методов экспертных оценок. Рассмотрена методика проведения исследований. Описывается исходный набор данных, в том числе диапазоны данных, принятые для вычисления весовых коэффициентов различными способами. Порядок вычислений проиллюстрирован примерами. Результаты исследований, показанные в графической форме, наглядно демонстрируют поведение фитнес-функции при работе генетического алгоритма с использованием различных вариантов весовых коэффициентов. Анализ результатов позволяет сделать вывод о предпочтительности расчета весовых коэффициентов фитнес-функции данной популяции запросов, выполненного с использованием результатов всех запросов этой популяции. Вывод базируется на наличии последовательных улучшений популяций запросов, характерных для корректной работы генетических алгоритмов, а также на очевидном обнаружении в ходе экспериментов локальных и глобального максимумов фитнес-функции. При использовании других способов расчета весовых коэффициентов подобного не наблюдается. Способ определения весовых коэффициентов для аддитивного критерия оптимальности может повысить качество работы генетического алгоритма для формирования эффективных поисковых запросов. В частности, повышается вероятность быстрого обнаружения локальных экстремумов фитнесфункции, которые на заданной области ее определения могут стать оптимальным решением.
Abstract: The paper presents a solution for the problem of choosing a method for analytical determining of weight factors for a genetic algorithm additive fitness function. This algorithm is the basis for an evolu-tionary process, which forms a stable and effective query population in a search engine to obtain high-ly relevant results. The paper gives a formal description of an algorithm fitness function, which is a weighted sum of three heterogeneous criteria.
The selected methods for analytical determining of weight factors are described in detail. It is noted that expert assessment methods are impossible to use. The authors present a research methodology us-ing the experimental results from earlier in the discussed project “Data Warehouse Support on the Base Intellectual Web Crawler and Evolutionary Model for Target Information Selection”. There is a de-scription of an initial dataset with data ranges for calculating weights. The calculation order is illustrat-ed by examples. The research results in graphical form demonstrate the fitness function behavior dur-ing the genetic algorithm operation using various weighting options.
The analysis of the results implies that it is more preferable to calculate fitness function weight fac-tors for this query population then using the results of all population queries. The conclusion is based on the presence of successive improvements in query populations which reflect the correct operation of genetic algorithms, as well as on the obvious detection of local and global maxima in the fitness function during experiments. When using other methods of calculating weighting factors there is no such thing.
Thus, a method for determining weight factors for an additive optimality criterion can improve ge-netic algorithm quality to generate effective search queries. In particular, the probability of rapid detection of fitness function local extremes is increased and this local extreme can become the optimal solution the function domain.
Ключевые слова: релевантность, поисковый запрос, хранилище данных, фитнес-функция, весовой коэффициент, аддитивный критерий, генетический алгоритмKeywords: relevancy, search query, data warehouse, fitness function, weight factor, additive function, generic algorithm
Просмотров: 5328
8. Методика решения задачи антиспуфинга по ограниченному количеству фотографий [№1 за 2020 год]
Авторы: Русаков К.Д. (rusakov.msk@yandex.ru) - Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН (младший научный сотрудник); Генов А.А. (vlad_osipovv@mail.ru) - НИИСИ РАН (профессор, ведущий научный сотрудник), доктор технических наук; Хиль С.Ш. (skhill@mail.ru ) - Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (доцент), кандидат технических наук;
Аннотация: В настоящее время задача предоставления высокого уровня безопасности мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты, посредством биометрических подходов особо актуальна. В статье предложена методика решения задачи антиспуфинга по ограниченному количеству изображений. Исследуются детекции spoof-атак с использованием распечатанных фотографий и экранов мобильных устройств и мониторов. Показаны актуальность исследования и нерешенность задачи в целом. Рассмотрена структура типовой системы Liveness, состоящей из источника (камеры), препроцессинга получаемых изображений, детекции лиц, модуля признаков и классификатора. В ходе исследования отмечено, что предобработка получаемых изображений является одной из самых главных частей системы, так как вследствие обширности аугментаций признаки spoof-атак выявляются тяжело. Дается небольшой обзор современных архитектур сверточных нейронных сетей (в терминологии текущей архитектуры – энкодеров), а также показано, что линейный выход сверточных нейронных сетей можно использовать как вход для рекуррентных нейронных сетей типа LSTM. Отмечается, что для детекции лиц наилучшим алгоритмом в условиях текущей архитектуры является MMOD-метод. Итоговая архитектура системы Liveness представлена как комбинированный подход, состоящий из сверточной нейронной сети, получающей эмбеддинги от каждого кадра, и рекуррентной нейронной сети LSTM, использующей эти эмбеддинги на входе и обучающейся запоминанию последовательности определенных кадров и их характеристик. Представлены результаты экспериментов, показывающие показатели точности текущих разработок в данной области при условии довольно низких требований к вычислительной мощности. Данная методика позволяет достаточно достоверно определять поддельность фотографии по нескольким кадрам.
Abstract: Nowadays, the problem of providing a high security level of mobile devices, such as smartphones and tablets, through biometric approaches is particularly relevant. The paper proposes an anti-spoofing method for a limited number of images. The authors investigate the detection of spoof attacks using printed photos and screens of mobile devices and monitors. They show the relevance of the research and current unresolved problems.
The paper considers the structure of a typical Liveness system consisting of a source (camera), pre-processing of received images, face detection, feature module and a classifier. The study shows that pre-processing of the obtained images is one of the most important parts of the system, since the signs of spoof attacks are difficult to detect due to the extensiveness of augmentations.
There is a small review of modern architectures of convolutional neural networks (called encoders in the current architecture terminology). It is also shown that the linear output of convolutional neural networks can be used as an input for LSTM-type recurrent neural networks. It is noted that the best face detection algorithm in the current architecture is MMOD method.
The resulting Liveness system architecture is presented as a combined approach consisting of two components: a convolutional neural network receiving embeddings from each frame and a LSTM re-current neural network that uses these insertions on the input and learns to remember sequences of cer-tain frames and their characteristics.
The authors present experimental results showing the accuracy indicators of the current develop-ments in this field when computing power requirements are low. This methodology allows determining fake photos by several frames.
Ключевые слова: рекуррентные нейронные сети, сверточные нейронные сети, распознавание лиц, живучесть, антиспуфингKeywords: recurrent neural networks, convolutional neural networks, face recognition, survivability, anti-spoofing
Просмотров: 6141
9. Программный комплекс оценки факторов определения качества информации дистанционного зондирования Земли [№1 за 2020 год]
Авторы: Калинин Т.В. (diiimaaarik@mail.ru) - Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского (профессор), кандидат технических наук; Хрестинин Д.В. (diiimaaarik@mail.ru) - Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского (преподаватель); Жуков А.О. (diiimaaarik@mail.ru) - Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого (доцент), доктор технических наук;
Аннотация: Для решения задач дистанционного зондирования Земли используются панхроматические и многоспектральные системы наблюдения видимого и ближнего инфракрасного диапазонов. На их долю приходится более половины решаемых задач. С развитием элементной базы и совершенствованием ракетно-космической техники все большая роль отводится исследованию факторов, определяющих качество получаемой информации (изображений). К этим факторам относятся технические характеристики оптико-электронных приборов и информационные параметры изображений. На основе анализа характеристик оптико-электронных приборов космических аппаратов дистанционного зондирования Земли определены основные направления создания программного комплекса оценки факторов, влияющих на качество информации дистанционного зондирования – отношение сигнал/шум и информативность спектральных каналов бортовой аппаратуры космических аппаратов. В статье рассматривается программный комплекс оценки факторов, определяющих качество информации дистанционного зондирования Земли. Программная реализация комплекса осуществлена в кроссплатформенном фреймворке Qt для разработки ПО на языке программирования C++. Программная реализация комплекса содержит модули в соответствии с логикой работы. Модуль расчета отношения сигнал/шум оптико-электронной аппаратуры космических аппаратов с учетом параметров оптической системы и шумов электронного тракта оптико-электронной системы космических аппаратов определяет отношения сигнал/шум в отдельных спектральных каналах и в целом в аппаратуре. Второй программный модуль позволяет рассчитывать оптимальный набор спектральных каналов для отображения по индексу Optimum Index Factor. Для удобства работы пользователей программа представляет собой приложение с графическим интерфейсом с возможностью проводить исследования и с сохранением результатов в отдельный файл.
Abstract: To complete problems of the Earth remote sensing (ERS), apply panchromatic and multispectral imaging systems for observing visible and near-infrared optical ranges. They have more than half of resolving problems. As hard-ware components go forward and rocket and space equipment improves, an increasing role is to the study of fac-tors determining the quality of the information (images) received. These factors include both technical characteris-tics of optoelectronic devices and image information parameters.
There are the main directions of creating a software suite for assessing the factors affecting the quality of re-mote sensing information based on the characteristic analysis of ERS spacecraft optoelectronic devices. These in-clude signal-to-noise ratio (s/n) and the spectral channels informativeness of the spacecraft onboard equipment.
The article presents the software suite for assessing the factors that determine the quality of the Earth remote sensing information.
The software suite is in the cross-platform framework Qt to develop the software in the C ++ programming language.
The software suite implementation contains the appropriate modules, in accordance with the program logic. The calculating module of the s/n ratio of the spacecraft optic-electronic equipment taking into account the param-eters of the optical system and the noise of the electronic path of the spacecraft optic-electronic system determines the s/n ratios in every spectral channel and in the whole equipment. The second software module allows you to calculate the optimal set of spectral channels for display using the Optimum Index Factor (OIF).
For users’ convenience, the program has a graphical interface and supports conducting research with the mem-orization in a file.
Ключевые слова: алгоритм, спектральный канал, информативность изображения, отношение сигнал/шум, дистанционное зондирование, программный комплексKeywords: algorithm, spectral channel, image informativeness, signal-to-noise ratio, remote sensing, software package
Просмотров: 7931
10. Программный комплекс для оценки состояния и эффективности управления регионом [№1 за 2020 год]
Автор: Боброва Е.И. (EBobrova_tstu@mail.ru ) - Тверской государственный технический университет (старший преподаватель);
Аннотация: В статье дается описание разработанного программного средства для оценки состояния и эффективности управления регионом, являющейся актуальной проблемой современного глобально-го менеджмента. Программный комплекс использует для работы полярные индексы и предлагает три основных варианта расчетов: оценка текущего состояния региона в целом и отдельно для подсистем (экономической, социальной, экологической); оценка эффективности управления регионом, когда в расчетах используются только те показатели, значения которых можно изменить при помощи управленческих решений; моделирование изменения состояния региона при минимальных финансовых затратах. В отличие от существующих программных комплексов данный комплекс использует полярные индексы, позволяющие учитывать не только положительные индикаторы, то есть прямо пропорционально влияющие на общий индекс, но и отрицательные, влияющие на индекс обратно пропорционально. Данный инструмент был неоднократно использован при решении задач по оценке динамики и эффективности, построения рейтинга. Правомерность использования полярных индексов подтверждается результатами их тестирования аксиомами Фишера. Программный комплекс представляет собой приложение Microsoft Excel, обладающее макси-мально понятным для пользователя интерфейсом и имеющее возможность сохранять полученные и структурированные результаты в accdb-файл. Приложение использует только официальные статистические данные на официальном сайте Федеральной службы государственной статистики, причем, несмотря на то, что набор расчетных показателей стандартный, пользователь может изменить его вручную, указав направленность, си-стему и стоимость одной единицы показателя. Работоспособность программного комплекса подтверждается результатами моделирования, которые удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.
Abstract: There is a developed software to assess the status and the region management efficiency. Management efficiency is a topical problem of modern global management.
The software package uses the tool "polar indexes" for work. It offers 3 basic calculations: the current state as-sessment of the region as a whole and separately for sub-systems (economic, social, ecological); assessment of re-gion management efficiency, when there are only those indicators whose values can be changed by management decisions; modeling the state change of the region with minimal financial costs.
In contrast to the existing software systems, this complex uses the polar indices tool, which allows to take into account not only the "positive" indicators, i.e. directly proportional to the overall index, but also the "negative" ones, which affect the index inversely. The authors repeatedly used this tool in solving the problems of assessing the dynamics, building a rating, evaluating the effectiveness. The testing results by Fisher's axioms confirm the proper use of polar indexes.
The software package is an application Microsoft Excel, which has the most user-friendly interface and has the ability to save the obtained and structured results in accdb-file.
The app only uses official statistical data on the official website of the Federal service of state statistics, and, in spite of there is a standard set of the estimated parameters, the user can change it manually, putting the focus system and the cost of one unit of the indicator.
The simulation results, which are in satisfactory agreement with the experimental data, confirm the perfor-mance of the software complex.
Ключевые слова: программный комплекс, полярные индексы, оценка состояния, эффективность управленияKeywords: software package, the polar indices, status evaluation, and management efficiency
Просмотров: 4755
| 1 | 2 | 3 | Следующая → ►
